3.5 Desenvolvimento, tecnologia e competitividade
3.5.1 Será o LED o futuro da iluminação?
3.5.1.2 Casos de sucesso internacional e nacional
Estados Unidos – Departamento de Energia
O LED pode ser utilizado para conceber produtos de iluminação energeticamente eficientes que economizam energia, ajudam a proteger o ambiente, reduzam custos de manutenção, e do ponto de vista da estética e design tornam-se mais atraentes do que a iluminação tradicional.
A iluminação LED pode poupar até 85% da electricidade usada por lâmpadas incandescentes e até 50% da electricidade consumida pelas lâmpadas fluorescentes (poupar até 50% da energia usada por lâmpadas fluorescentes compactas e entre 20% a 30% da energia consumida pela iluminação fluorescente).
As aplicações mais comuns são locais onde as luzes são ligadas por um período prolongado de tempo - edifícios de carácter desportivo, cultural e administrativo; estacionamentos; iluminação pública e habitações.
A iluminação LED pode economizar energia e dinheiro, o DOE estima que a adopção generalizada do sistema de iluminação LED em 2025 conseguirá:
Reduzir a procura de electricidade da iluminação em 62%; Eliminar a emissão de 258 milhões de toneladas de CO2;
Reduzir a quantidade de materiais que estão a ser depositados em aterros sanitários; Evitar a construção de 133 novas centrais de energia;
Poupar aos E.U.A. mais de 280 mil milhões de dólares.
A razão pela qual a iluminação LED é melhor do que as lâmpadas incandescentes, é que a maior parte da energia emitida por lâmpadas incandescentes é transformada em calor em vez da luz, enquanto a iluminação LED é cerca de 85% mais eficiente que as lâmpadas incandescentes, pois consomem menos energia e não emitem tanto calor.
Os LEDs podem durar muito mais tempo do que a iluminação tradicional, têm uma duração cerca de 50 vezes superior às lâmpadas comuns, o que significa menor manutenção e menor custo de energia. O LED pode ter uma vida útil de 50.000 horas mesmo em funcionamento contínuo. A vida
Universidade de Aveiro 57 útil de um LED depende de factores diferentes tais como o projecto eléctrico e as condições operacionais, a temperatura e a corrente.
Os LEDs não contêm materiais perigosos ao contrário do que acontece com as lâmpadas fluorescentes e fluorescentes compactas que contêm mercúrio.
A qualidade da luz é tão importante quanto a poupança de energia e custo de manutenção. Todos nós temos uma opinião sobre a iluminação, porque interfere na visão, no humor e transmite sensação de segurança. As Lâmpadas fluorescentes podem levar alguns minutos a alcançar o brilho total sobretudo em ambientes frios, já os LEDs “instant-on” podem resistir a condições extremamente frias - como o caso das ruas do Alasca onde foram aplicados LEDs “instant-on” – estes produzem, também, uma luz que revela uma cor mais eficaz do que as lâmpadas fluorescentes41.
A Cidade LED é uma comunidade em expansão do governo e dos partidos da indústria de trabalho para avaliar, implementar e promover a iluminação LED (tecnologia para toda a gama de infra- estruturas municipais):
Poupar energia; Proteger o ambiente;
Reduzir os custos de manutenção;
Proporcionar melhor qualidade de luz para uma melhor visibilidade e segurança.
Segundo o DOE dos EU, 22% da electricidade consumida nos EU é a iluminação LED. Num mundo onde os preços de energia estão directamente relacionados com base na disponibilidade e controle de combustíveis fósseis, e com crescente preocupação com a sustentabilidade ambiental, a revolução na iluminação está muito aquém42.
41 CREE, 2010. 42 LED CITY, 2010a.
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A Rua LED é uma realidade dos dias de hoje e a sua aplicação atractiva devido a diversos factores: O grande número de luzes da rua e com potencial para reduzir significativamente o
consumo de energia e as emissões de CO2, passando para a iluminação LED; Os elevados custos de manutenção devido a altura e posição sobre vias públicas; A pressão crescente para minimizar o consumo de luz e poluição luminosa; O desejo por uma maior visibilidade com a melhor cor;
Um número crescente de fornecedores de qualidade de luz LED de rua;
Inúmeros ensaios e locais de demonstração que revelam o potencial e a significativa redução de custos de manutenção;
Longevidade e fiabilidade da iluminação pública a LED que pode durar entre 10 a 25 anos dependendo do uso, e que proporciona uma redução significativa dos custos de manutenção, quando comparadas com as fontes tradicionais de luz que exigem a substituição a cada 2/3 anos;
Alta eficiência com o potencial de oferecer 50% a 80% de poupança de energia;
Luz mais branca em um intervalo de temperaturas de cor com maior índice de rendimento de cor para uma melhor visibilidade;
Cada LED pode ser orientado com ópticas secundárias para iluminar ainda mais com níveis mais baixos de luz de fontes de iluminação tradicionais – as luminárias LED são projectados para irradiar a luz de forma mais equilibrada, eliminando a necessidade de mais iluminação43.
O principal desafio da iluminação LED é que apesar do investimento inicial ser maior, ao optar por este tipo de iluminação, ela pode pagar-se por si mesma ao longo do tempo com a poupança de energia e a redução de custos de manutenção44.
43 LED CITY, 2010b. 44 LED CITY, 2010c.
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1. Cidade Durham na Carolina do Norte
Durham começou a utilizar iluminação energeticamente eficiente “LED” como parte do esforço global da cidade no sentido de reduzir as emissões de GEE.
“Identificámos diversos projectos urbanos onde poderíamos incorporar tecnologias de iluminação LED - recuperação de edifícios e estacionamentos - uma combinação perfeita. Usar a iluminação LED não só nos vai libertar dos custos operacionais, prevenir as emissões de GEE provenientes da geração de energia, como também ajudará a cumprir os nossos objectivos reduzindo 50% de emissões CO2 até 2030."
(REITZER, 2009)45
O primeiro projecto é o “Corcoran Parking Garage Repairs Project” que consiste em diversos tipos de requalificação, bem como na mudança de cerca de 200 luminárias de metal de haleto por 200 novas luminárias LED, estas novas luminárias utilizarão apenas um quinto da energia utilizada pelas luminárias antigas e têm uma vida útil de 100.000 horas. O orçamento para a requalificação é de 2.492.396 dólares, dos quais cerca de 160 mil dólares americanos foram destinados para as novas luminárias LED. Este projecto de requalificação começou em Setembro de 2009 e deverá estar concluído em Junho de 2010.
O segundo projecto é o “Centre Garage” que inclui também a substituição da iluminação antiga por iluminação LED. O orçamento do projecto é 8.834.500 dólares dos quais cerca de 259.000 dólares são destinados para a aquisição e instalação de 373 novas luminárias LED. Este projecto, com data prevista para a sua conclusão em Junho de 2010, é o resultado de uma parceria público/privada para a renovação do “Centre Garage” entre a cidade de Durham e “Craig Davis Properties”.
O projecto final é o “Church Street Parking Garage Lighting LED Upgrade Project”, que está a ser implementado em parte pela “Energy-Efficiency Conservation Block Grant (EECBG) - pedido de concessão apresentado pelo “Durham City-County Sustainability Office” que utiliza fundos previstos pelo governo federal vindos do “American Recovery and Reinvestment Act” (ARRA) – e cujo objectivo do projecto inclui a concepção e instalação de um sistema de iluminação LED que melhore
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a iluminação e reduza os custos de energia. O orçamento do projecto é de 508.000 dólares e está actualmente em fase de projecto, pelo que deverá estar concluído no Outono de 201046.
"A “Bull City” fixou uma meta hostil no corte das suas emissões de GEE pela metade até 2030 para as instituições governamentais, com o uso da iluminação LED, Durham pode economizar energia, poupando o dinheiro dos contribuintes".
(HUNTER, 2009)47
Figura 26 – “Corcoran Parking Garage Repairs Project” – Durham (LED CITY, 2010d).
2. Cidade Valdez no Alasca
Valdez está a converter todas as 343 luzes da rua da cidade com a tecnologia LED. Como parte deste projecto, os funcionários municipais têm negociado uma nova taxa de cobrança reduzida com “Copper Valley Electric Association” (CVEA) para as luzes da rua LED e vai renegociar o seu contrato de manutenção, que expira em 201148.
"Nós estimamos que podemos alcançar 45% ou mais de economia de energia com as novas luminárias LED que estamos a instalar, comparativamente com as luminárias HPS que estamos a substituir. Quando olhamos para o futuro e antecipamos os custos crescentes da energia, vemos que se torna mais atractivo investir em tecnologia LED. O feedback inicial da comunidade sobre as
46 LED CITY, 2010d. 47HUNTER, 2009.
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luminárias LED foi muito positivo, os cidadãos de Valdez estão satisfeitos com a projecção, qualidade, cor e redução de custos com manutenção das luzes LED”.
(COTTLE, 2009)49
“A CVEA está a ter um papel de liderança na indústria de serviços públicos através da criação de uma taxa reduzida de luzes de rua LED. Outros utilitários estão a ter dificuldades em lidar com as tarifas das luzes de rua LED, mas a postura pró-activa de “Copper Valley’s” pode servir como um modelo para a promoção da eficiência energética de iluminação LED”.
(MERRITT, 2009)50
O potencial do “BetaLED” pode ser operado em três níveis de luz. Inicialmente, as luminárias irão funcionar num cenário de maior intensidade de luz durante os meses de inverno (quando as actividades de remoção de neve requerem altos níveis de luz). Mais para a frente dependendo das necessidades reais, os funcionários municipais, podem optar por mudar as luzes para um nível inferior de funcionamento o que pode aumentar, potencialmente, a poupança de energia para 60%.
Figura 27 – Cidade de Valdez o antes e o depois da iluminação de rua LED (LED CITY, 2010e).
49 COTTLE, 2009 50 MERRITT, 2009
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3. Cidade Anchorage no Alasca
Mayor Mark Begich encomendou uma avaliação, ao longo do ano, de várias luzes de rua LED para comprovar o desempenho e adequação desta nova tecnologia para a sua aplicação nas estradas de Anchorage. Em Julho de 2008, anunciou a verba disponibilizada de 2,2 milhões de dólares para que a cidade pudesse comprar luminárias LED para substituir cerca de 140 mil lâmpadas da rua em toda a cidade.
"Temos estudado exaustivamente a nova tecnologia de iluminação nos últimos meses e validámos a sua energia e a capacidade de redução dos custos de manutenção. Realizamos, também, uma conferência de iluminação pública e um inquérito que indicou que os nossos residentes aprovam, maioritariamente, o novo LED de luz branca. Com este feedback e economias de custo estimadas em aproximadamente 1,5 milhões de dólares por ano, estamos confiantes em relação ao próximo passo - avançar com a implantação ampla do sistema de iluminação LED para nossas estradas.”
(BEGICH, 2008)51
As luzes de rua LED em Anchorage registam uma poupança energética de 50% sobre os dispositivos eléctricos que substituiu, o que significa poupar à cidade cerca de 360,000 dólares por ano na economia de energia52.
4. Cidade Indian Wells na Califórnia
Indian Wells substituiu as luzes de seis polegadas por iluminação LED interior e começou a poupar 4.000 dólares por ano em custos de energia. A cidade gastou um total de 8.000 dólares para comprar as luzes LED, após dois anos de funcionamento isto representa dinheiro no banco.
O projecto-piloto de iluminação LED começou quando o prestador de serviços de utilidade pública “Southern California Edison” deu uma directiva à cidade de Indian Wells relativa à menor utilização
51BEGICH, 2008 52 LED CITY, 2010f.
Universidade de Aveiro 63 de energia. Os funcionários municipais concordaram e sugeriram que a mudança recaísse para a iluminação LED apontando-a como o caminho para redução significativa do uso de electricidade na cidade53.
"A cidade de Indian Wells leva a sério o “ser verde. Somos conhecidos em todo o mundo pela nossa extraordinária paisagem e ambiente primitivo, e fazemos dessa administração recursos uma prioridade. A iluminação LED embutida que temos instalado em todos os nossos edifícios municipais, representa um corte no consumo de energia de 80% e deve durar entre 12 a 25 anos. O que irá reduzir significativamente o tempo e o dinheiro gastos a mudar e a jogar fora lâmpadas”.
(SPICER, 2008)54
Figura 28 – Cidade de Indian Wells, projecto de iluminação LED interior (LED CITY, 2010g).
5. Cidade de Fairview no Texas
Os funcionários municipais de Fairview projectaram o novo Fairview Parkway com iluminação LED em mente, pois é mais eficiente energeticamente e amiga do ambiente.
A primeira secção do Fairview Parkway abriu em Julho de 2009 com 82 luzes de rua “EvoLucia LED”, utilizando cerca de 50% menos de energia do que a alternativa tradicional.
"A qualidade da luz é superior, muito superior à que inicialmente havíamos previsto e muito melhor do que a luz fornecida pela iluminação tradicional. A nossa cidade pode reduzir os custos de
53 LED CITY, 2010g. 54SPICER, 2008
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manutenção, melhorar a segurança, eliminar praticamente a poluição luminosa e reduzir drasticamente o consumo de energia com iluminação LED”.
(ISRAELOFF, 2009)55
De acordo com funcionários do município, os contribuintes de Fairview irão beneficiar de um total de 250.000 dólares, devido à menor utilização de energia e redução dos custos de manutenção realizados durante a vida útil dos aparelhos LED56.
Figura 29 – “Fairview Parkway”, iluminação de rua LED (LED CITY, 2010h).
6. Cidade Tirupati na Índia
Tirupati Municipal Corporation no Chittoor, distrito de Andhra Pradesh converteu, recentemente, mais de 140 ruas em ruas com luminárias LED para melhor a qualidade de iluminação em duas das mais movimentadas ruas da cidade.
Tirupati é a cidade do “Venkateswara Swamy Temple” que acolhe entre 50 mil e 100 mil peregrinos por dia, um dos principais centros de peregrinação da Índia e um importante pólo económico e
55ISRAELOFF, 2009 56 LED CITY, 2010h.
Universidade de Aveiro 65 educacional na região de Andhra Pradesh. Para enfrentar a escalada dos custos da infra-estrutura para a iluminação pública Tirupati optou pela iluminação LED ao longo das principais vias da cidade.
"Devendra Talkies e Tilak representam duas das vias mais frequentadas da nossa cidade, sendo essencial ter iluminação apropriada. Com milhares de pessoas que beneficiam a nossa cidade a cada dia, a iluminação LED proporcionou reduzir os custos associados com o uso de energia e manutenção de vias iluminadas".
(REDDY, 2009)57
“Avni Energy Solutions” instalou 72 Watt lâmpadas de rua LED para uma economia de energia estimada em mais de 70% relativamente à tradicional iluminação de vapor de sódio. A Corporação Municipal de Tirupati estima uma poupança de 288.000 rupias indianas por ano que equivale a 6.500 dólares anuais58.
Figura 30 – Tirupati, projecto de iluminação de rua LED (LED CITY, 2010i).
7. Jardim do Calém no Porto
No Jardim do Calém no Porto, em Junho de 2009, foi efectuada a substituição de luminárias com lâmpadas de 100W de sódio com um consumo total de 120W, por luminárias “Altra Led” com 33W
57 REDDY, 2009 58 LED CITY, 2010i.
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de consumo. Apesar de uma redução dos níveis de iluminação existentes no local, estes mantiveram as normas em vigor. Esta alteração corresponde a uma poupança superior a 72%, equivalente a uma poupança superior a 3.000€ em energia e 18 toneladas de CO2/ano, para além de todas as despesas inerentes à manutenção referentes ao equipamento substituído.
Figura 31 – Jardim do Calém no Porto projecto de iluminação LED (SCHRÉDER, 2010b).
Em Junho de 2009, foi inaugurada uma nova via pedonal e ciclista em que o projecto previa 80 luminárias com 70W iodetos metálicos com consumo total 80 W foi alterado para as luminárias Piano com 32 LED com 40 W de consumo, mantendo a classificação da via como S1, classe máxima para vias pedonais com um valor médio de 18 lux. Esta alteração corresponde a uma poupança superior a 50% em energia, correspondente 1.200€, 7 toneladas de CO2 anuais, além da poupança em conservação59.
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